Le caprolactame a été décrit pour la première fois à la fin des années 1800 lorsqu’il a été préparé par la cyclisation de l’acide ε-aminocaproïque, le produit de l’hydrolyse du caprolactame. La demande mondiale de caprolactame a été estimée à cinq millions de tonnes par an pour 2015. 90% du caprolactame produit est utilisé pour fabriquer des filaments et des fibres, 10% pour les plastiques, et une petite quantité est utilisée comme intermédiaire chimique. En raison de son importance commerciale, de nombreuses méthodes ont été développées pour la production de caprolactame. On estime que 90 % de tout le caprolactame est synthétisé à partir de la cyclohexanone (1), qui est d’abord convertie en son oxime (2). Le traitement de cette oxime avec un acide induit le réarrangement de Beckmann pour donner le caprolactame (3):
Le produit immédiat du réarrangement induit par l’acide est le sel bisulfate du caprolactame. Ce sel est neutralisé avec de l’ammoniac pour libérer le lactame libre et cogénérer du sulfate d’ammonium. En optimisant les pratiques industrielles, une grande attention est dirigée vers la minimisation de la production de sels d’ammonium.
L’autre voie industrielle majeure implique la formation de l’oxime à partir du cyclohexane en utilisant le chlorure de nitrosyle, et cette méthode représente 10% de la production mondiale. L’avantage de cette méthode est que le cyclohexane est moins cher que la cyclohexanone.
Les autres voies d’accès au caprolactame comprennent la dépolymérisation des déchets de Nylon 6, et la réaction de la caprolactone avec l’ammoniac. A l’échelle du banc d’essai, la réaction entre la cyclohexanone avec l’acide hydrazoïque pour donner le caprolactame dans la réaction de Schmidt a été rapportée.
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